CN102313558A - 基于Sagnac干涉的集成光学相位调制器直流漂移检测方法 - Google Patents

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陈晨
石邦任
郭丽君
赵猛
张�荣
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Abstract

一种基于Sagnac干涉的集成光学相位调制器直流漂移检测方法，特别涉及退火质子交换LiNbO3光波导，属于集成光学器件检测技术领域。现有检测方法是一种Mach-Zehnder干涉调制法，双光路干涉，光路损耗大，因而检测精度较低。本发明其特征在于，基于Sagnac干涉测量退火质子交换LiNbO3光波导集成光学相位调制器π/2偏置相位电压工作点直流漂移。相对于现有Mach-Zehnder干涉调制法，Sagnac干涉为多圈光束干涉，其光路具有互易结构，检测精度提高达两个数量级。

Description

基于Sagnac干涉的集成光学相位调制器直流漂移检测方法
技术领域
本发明涉及一种基于Sagnac干涉的集成光学相位调制器直流漂移检测方法，特别涉及退火质子交换LiNbO3光波导，属于集成光学器件检测技术领域。
背景技术
基于LiNbO3光波导的集成光学相位调制器属于一种电光调制器，是干涉型光纤陀螺的核心器件。所述LiNbO3光波导是一种在LiNbO3晶体衬底上制备的光波导器件，因电极间电压随时间发生缓慢变化，出现光工作点直流漂移现象。光工作点直流漂移降低了光纤陀螺电信号控制的偏置相移性能和反馈相移性能，从而降低了光纤陀螺的灵敏度和线性度。
为了抑制这种光工作点直流漂移，需要检测该直流漂移。
在光纤陀螺中，经由两个集成光学相位调制器输出的干涉光，其输出响应呈余弦函数。为了提高光工作点直流漂移检测灵敏度，检测应当在π/2偏置相位电压工作点进行。现有检测方法是一种Mach-Zehnder干涉调制法，双光路干涉，光路损耗大，因而检测精度较低。
发明内容
为了提高集成光学相位调制器直流漂移检测的检测精度，我们发明了一种基于Sagnac干涉的集成光学相位调制器直流漂移检测方法。
本发明其特征在于，基于Sagnac干涉测量退火质子交换LiNbO3光波导集成光学相位调制器π/2偏置相位电压工作点直流漂移。
本发明具有的有益效果是，相对于现有Mach-Zehnder干涉调制法，Sagnac干涉为多圈光束干涉，其光路具有互易结构，检测精度提高达两个数量级。
附图说明
图1是本发明之方法所涉及的偏置相位电压测量原理图。
图2是本发明之方法偏置调制测量波形示意图。
图3是本发明之方法用检测装置结构示意图，该图兼作为摘要附图。
具体实施方式
本发明之方法其具体方案如下。见图1所示，由信号发生器7给Y分支波导相位调制器3的一个调制臂加上周期为4τ、电压幅度为Vs的锯齿波以进行调制，τ为来自光源1经过耦合器2的光在光纤环4中传播一周所需要的时间。顺时针和逆时针传播的两束光波在不同时间受到完全相同的相位调制，这种等效的时延相位差偏置调制相移为φ＝φm(t)-φm(t-τ)，其中φm(t)为锯齿调制波相位，锯齿波斜率
Figure BDA0000079361210000021
如Y分支波导相位调制器3半波电压为Vπ，则有调制系数 K p = V s 4 τ .
见图2所示，由于在锯齿波的一个调制周期4τ内，Sagnac干涉对应不同时间延迟调制有不同的相移差，并且，探测器5输出为V＝K(1+cosφ)。
当0＜t＜τ时，相移
Figure BDA0000079361210000023
探测器输出V1＝K(1+cosφ1)；
当τ＜t＜4τ时，相移
Figure BDA0000079361210000024
探测器输出V2＝K(1+cosφ2)；
改变调制锯齿波信号电压幅度Vs，数字示波器6显示输出波形，当V1＝V2时，由数字示波器6测量锯齿波幅度Vs，即测量出偏置电压
Figure BDA0000079361210000025
检测集成光学相位调制器直流漂移，用上述测得的π/2偏置相位电压作为干涉工作点，Y分支波导相位调制器3电压缓慢漂移，表征为Sagnac干涉工作点的静态输出，通过锁相放大器8检测其漂移，见图3所示。

Claims (2)

1.一种基于Sagnac干涉的集成光学相位调制器直流漂移检测方法，其特征在于，基于Sagnac干涉测量退火质子交换LiNbO3光波导集成光学相位调制器π/2偏置相位电压工作点直流漂移。
2.根据权利要求1所述的直流漂移检测方法，其特征在于，由信号发生器(7)给Y分支波导相位调制器(3)的一个调制臂加上周期为4τ、电压幅度为Vs的锯齿波以进行调制，τ为来自光源(1)经过耦合器(2)的光在光纤环(4)中传播一周所需要的时间；
改变调制锯齿波信号电压幅度Vs，数字示波器(6)显示输出波形，当V1＝V2时，由数字示波器(6)测量锯齿波幅度Vs，即测量出偏置电压
Figure FDA0000079361200000011
用上述测得的π/2偏置相位电压作为干涉工作点，Y分支波导相位调制器(3)电压缓慢漂移，表征为Sagnac干涉工作点的静态输出，通过锁相放大器(8)检测其漂移。
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